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电磁感应现象中的磁变类问题
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如图光滑斜面的倾角α=30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l1=1m，bc边的边l2=0.6m，线框的质量m=1kg，电阻R=0.1Ω，线框用细线通过定滑轮与重物相连，重物质量M=2
网友投稿 2023-04-19 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图光滑斜面的倾角α=30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l
1
=1m，bc边的边l
2
=0.6m，线框的质量m=1kg，电阻R=0.1Ω，线框用细线通过定滑轮与重物相连，重物质量M=2kg，斜面上ef线（ef
∥
gh）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，如果线框从静止开始运动，当ab边进入磁场时恰好做匀速直线运动，ef线和gh线的距离s=11.4m，求：
（1）线框进入磁场时匀速运动的速度v；
（2）ab边由静止开始运动到gh线所用的时间t；
（3）t时间内产生的焦耳热．
◎ 答案
（1）因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，所以重物受力平衡Mg=T
线框abcd受力平衡T=mgsinθ+F
A
ab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势E=Bl
1
v
形成的感应电流
I=
E
R
=
B
l
1
v
R
受到的安培力F
A
=BIl
1
联立得：
Mg=mgsinθ+
B
l
1
v
R
解得：v=6m/s
（2）线框abcd进磁场前时，做匀加速直线运动；进磁场的过程中，做匀速直线运动；进入磁场后到运动到gh线，仍做匀加速直线运动．
进磁场前
对M：Mg-T=Ma
对m：T-mgsinθ=ma
联立解得：
a=
Mg-mgsinθ
M+m
=5m/
s
2
该阶段运动时间为：
t
1
=
v
a
=
6
5
s=1.2s
进磁场过程中匀速运动时间：
t
2
=
l
2
v
=
0.6
6
s=0.1s
进磁场后线框受力情况同进磁场前，所以该阶段的加速度仍为：a=5m/s
2
s-
l
2
=v
t
3
+
1
2
a
t
23
解得：t
3
=1.2s
因此ab边由静止开始运动到gh线所用的时间：
t=t
1
+t
2
+t
3
=1.2+0.1+1.2（s）=2.5s
（3）t时间内线框匀速向上运动，
则t时间内产生的焦耳热，Q=F
A
l
2
=（Mg-mgsinθ）l
2
解得：Q=9J
答：（1）线框进入磁场时匀速运动的速度6m/s；
（2）ab边由静止开始运动到gh线所用的时间2.5s；
（3）t时间内产生的焦耳热9J．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图光滑斜面的倾角α=30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l1=1m，bc边的边l2=0.6m，线框的质量m=1kg，电阻R=0.1Ω，线框用细线通过定滑轮与重物相连，重物质量M=2…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】，【闭合电路欧姆定律】，【导体切割磁感线时的感应电动势】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/452058.html
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